KR20180086565A - 팜유 가공 공정에서 발생하는 폐수(pome)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템 및 방법 - Google Patents

팜유 가공 공정에서 발생하는 폐수(pome)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발병은 팜유 가공 공정에서 발생하는 폐수를 친환경적이고 경제적 가치가 있도록 재활용할 수 있는 시스템에 관한 것으로 팜유 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 팜유 가공 폐수의 폐열을 회수하는 열교환부, 상기 열교환부로부터 유입된 상기 팜유 가공 폐수를 슬러지, 유분, 여액으로 분리하는 삼상분리부, 상기 삼상분리부에서 분리된 여액에 포함된 유기성 폐기물들을 메탄 발효 과정을 통해 분해하여 바이오 가스를 생산하는 혐기 발효부, 상기 혐기 발효부에서 생산된 바이오 가스 및 상기 열교환부에서 회수된 폐열을 활용하여 에너지를 생산하는 열병합발전부, 상기 혐기 발효부로부터 유입되는 슬러지를 고형물과 여액으로 분리하는 고액분리부, 상기 고액분리부에서 분리된 여액을 호기 부숙화를 통해 액비를 생산하는 호기 발효부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

팜유 가공 공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템 및 방법{Eco-friendly liquid fertilizer production system and method utilizing wastewater generated in palm oil processing process}
본 발명은 팜유를 추출하는 가공 공정 중에 발생하는 공정 폐수(Palm Oil Mill Effluent: POME)를 처리하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 팜유 가공 폐수를 혐기 및 호기 처리하여 바이오 가스와 액비를 생산할 수 있는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템 및 방법에 관한 것이다.
팜유는 말레시아를 비롯한 열대지역에서 자라는 식물로서 유지류 생산을 위한 작물로 경작범위가 전 세계적으로 급속도로 확대되고 있다.
특히 최근에는 아프리카 지역은 물론 멕시코 지역까지 그 범위가 확대되고 있으며, 남중국지역까지 확대됨으로써 두과식물인 콩을 비롯한 카놀라보다도 재배면적과 사용용도가 크게 확대되고 있다.
팜유는 가공공정을 거쳐 기름을 채유하게 되는데 이때 가공공정 중에 많은 스팀이 투입되고 그로 인한 80℃ 내외의 고온 응축수가 발생하고 채유과정 중에 고압으로 압착하므로 식물에 함유되어 있는 수분이 함께 유출되어 많은 량의 고형분이 폐수로 발생하게 된다.
이렇게 발생되는 폐수는 고농도로 적절한 처리방법이 없어, 현재까지는 대부분의 팜유생산 공장에서 연못을 만들어 자연적으로 증발시키는 방법을 병행한 불법적인 배출방법을 사용하고 있는 실정이지만, 토양오염과 수질오염이 심할 뿐만 아니라 대기오염에 이르기까지 막대한 문제를 발생시켜 더 이상 방치하지 못하는 실정에 이르고 있다.
특히, 팜유 추출공정 폐수(palm oil mill effluent : POME)는 물, 오일, 슬러지 등으로 이루어진 고농도의 현탁성 폐수로 일반적인 폐수보다 여과 및 탈수과정이 어렵고, 다른 여과물질과 탈수 물질의 진행을 방해하여 기기고장을 유발하거나, 오물이 범람하기도 한다. 더욱이, 팜유의 생산량이 계속 증가함에 따라 팜유 추출공정 폐수의 발생량 또한 매년 증가하고 있어 팜유 추출공정 폐수처리의 처리 문제가 화두가 되고 있다.
최근에 이르러 유럽에서 혐기 소화를 통해 바이오 가스를 생산하는 기술이 적용되고 있으나, 일부 바이오 가스를 생산하였다고 할지라도 바이오 가스 생산 후 최종 배출되는 폐수는 고농도 질소를 함유하고 있는 폐수로서 이를 처리하기 위한 비용이 막대하게 소요되므로 아직까지 보편화되지 못하고 있으며, 대부분 실패하고 실용화에 근접되어 있지 못한 실정이다.
이에, 대한민국 공개특허 제 10-2005-0083878호에서는 건조된 식물 분쇄 유출물을 이탄(peat)과 혼합하여 팜 폐기물을 처리하는 방법을 개시하였고, 대한민국 공개특허 10-2004-0048758호에서는 코코피트와 당밀(CMS), 숯을 이용하여 유기성 폐기물을 발효시켜 퇴비를 만드는 방법을 개시하였으나, 팜유 추출고정 폐수의 처리방법에 대한 언급이 없어 팜 폐기물이 효율적인 처리가 미비하고, 제조된 결과물도 경제적으로 크게 유용하지 못하다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0952081호에서 팜유 추출공정 폐수를 무방류로 처리하고자 팜유 가공 폐수를 재활용하는 장치가 개시되어 있으나, 상기 선행기술은 폐수의 처리 장치는 혐기발효 및 호기발효를 통해 폐수를 처리할 뿐만 아니라 전기분해 및 역삼투막을 거쳐 폐수를 정화하므로 폐수의 처리비용이 증가된다는 단점이 있다.
1. 대한민국 공개특허 제 10-2005-0083878호 (출원일자: 2004.05.13.) "팜 폐기물의 처리 방법" 2. 대한민국 공개특허 제 10-2004-0048758호 (출원일자: 2002.12.04.) "코코피트와 당밀(CMS), 숯을 이용하여 유기성 폐기물(음식물+축분)을 발효시켜 비료(퇴비)를 만드는 방법 및 이에 의해 제조된 비료(퇴비)" 3. 대한민국 등록특허 제 10-0952081호 (출원일자: 2010.01.18.) "팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치 및 그 처리방법"
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 팜유 가공공정 중에 발생하는 폐수(POME)를 친환경적이고 경제적 가치가 있도록 재활용할 수 있는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템 및 방법을 제시하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래의 기술에 비해 저렴한 비용으로 팜유 가공 폐수를 처리할 수 있는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템 및 방법을 제시하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템은 팜유 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 팜유 가공 폐수의 폐열을 회수하는 열교환부, 상기 열교환부로부터 유입된 상기 팜유 가공 폐수를 슬러지, 유분, 여액으로 분리하는 삼상분리부, 상기 삼상분리부에서 분리된 여액에 포함된 고형물질 및 영양염류를 메탄 발효 과정을 통해 분해하여 바이오 가스를 생산하는 혐기 발효부, 상기 혐기 발효부에서 생산된 바이오 가스 및 상기 열교환부에서 회수된 폐열을 활용하여 에너지를 생산하는 열병합발전부, 상기 혐기 발효부로부터 유입되는 슬러지를 고형물과 여액으로 분리하는 고액분리부, 및 상기 고액분리부에서 분리된 여액을 호기 부숙화를 통해 액비를 생산하는 호기 발효부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혐기 발효부는, 고분자 유기물을 아세트산과 같은 유기산으로 분해하는 유기산 발효조와, 상기 유기산 발효조로부터 유입된 상등액을 메탄형성 박테리아를 통해 분해하여 메탄함유 바이오 가스를 생산하는 메탄 발효조로 구성되며, 상기 유기산 발효조는 여액을 상기 호기 발효부로 유입할 수 있는 by-pass 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 혐기 발효부는 혐기여상(Anaerobic filter), ABR(Anaerobic baffled reactor)타입, 유동상(Fludized-bed)타입, UASB(Upflow anaerobic sludge blanket)타입 및 이들의 혼합형 타입에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 방법은 팜유 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 팜유 가공 폐수의 폐열을 열교환기를 통해 회수하는 폐열회수단계, 냉각된 상기 팜유 가공 폐수를 삼상분리 디캔더를 통해 슬러지, 유분, 여액으로 분리하는 삼상분리단계, 상기 삼상분리 디캔더로부터 분리된 여액을 혐기 발효조에서 메탄 발효과정을 통해 바이오 가스를 생산하는 혐기발효단계, 상기 혐기발효단계를 거친 여액을 호기 발효조에서 호기 부숙화를 통해 액비로 제조하고 저장하는 호기발효단계, 상기 혐기발효단계에서 생성된 바이오 가스를 상기 폐열회수단계에서 발생한 폐열을 활용하여 열병합발전을 통해 에너지를 생산하는 열병합발전단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 혐기 발효조는 고분자 유기물을 아세트산과 같은 유기산으로 분해하는 유기산 발효조와, 상기 유기산 발효조로부터 유입된 상등액을 메탄형성 박테리아를 통해 분해하여 메탄함유 바이오 가스를 생산하는 메탄 발효조로 구성되며, 상기 유기산 발효조는 여액을 상기 호기발효조로 유입할 수 있는 by-pass 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 팜유 가공 폐수를 활용하여 바이오가스 및 액비를 생산하므로 팜유 가공 폐수를 친환경적이고 경제적 가치가 있도록 재활용할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 팜유 가공 폐수를 혐기 및 호기발효하여 액비로 재활용하고자 하므로 폐수를 정화하기 위한 별도의 구성이 불필요하여 종래의 기술에 비해 저렴한 비용으로 팜유 가공 폐수를 처리할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템의 공정도.
도 3은 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 방법의 흐름도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템의 블록도이고 도 2는 본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 생산 시스템의 공정도이다.
도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템은 열교환부(100), 삼상분리부(200), 혐기 발효부(300), 열병합발전부(400), 고액분리부(500), 호기 발효부(600)를 포함하여 구성된다.
먼저 열교환부(100)는 열교환장치로, 팜유 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 팜유 가공 폐수의 폐열을 회수하는 역할을 한다. 일반적으로 팜유 가공 공정에서 배출되는 폐수의 온도는 80~90℃에 달하는데, 이를 처리하기 위해서는 팜유 가공 폐수를 적정온도로 낮추는 작업이 필요하다.
이때, 열교환기를 통해 얻어지는 열에너지는 팜유 가공 폐기물(슬러지)을 건조하는 열풍 건조기의 열원으로 사용되거나 향후 혐기 발효부(300)에서 발생되는 바이오 가스를 활용한 열병합발전에 활용될 수 있다.
삼상분리부(200)는 열교환기로부터 유입된 팜유 가공 폐수를 슬러지, 유분, 여액으로 분리한다. 일반적인 팜유 가공 폐수는 3~6%의 고형물을 포함하고 있어 혐기 발효전에 슬러지 및 유분의 분리작업이 필요하며, 본 발명에서는 삼상 디캔더를 통해 팜유 가공 폐수를 슬러지, 유분, 여액으로 분리한다.
팜유 가공 폐수의 유분 및 여액은 삼상 디캔더의 스크류 컨베이어의 원심력에 의해 분리되어 각각의 배출구로 배출되며, 슬러지는 유분 및 여액이 배출되는 수압에 의해 슬러지 배출구로 이송되며, 삼상 디캔더의 원추형부 본체를 통과할 때 반대방향으로 이송되는 슬러지에 의해 케익화되어 배출된다.
이때, 배출되는 유분은 유분 저장조(202)에 저장된 후 다시 팜유 추출공정에 재활용될 수 있으며, 슬러지는 슬러지 저장조(203)에 저장된 후 탈수를 거쳐 폐기되거나 재활용될 수 있다. 여액은 여액 저장조(201)에 저장되어 혐기 발효부(300)로 전달된다.
혐기 발효부(300)는 삼상분리부(200)에서 유입된 여액을 메탄 발효과정을 통해 분해하여 바이오 가스를 생산한다. 삼상분리부(200)에서 분리된 여액에는 유기성 폐기물들이 다량 함유되어 있는데, 유기성 폐기물들은 혐기성 미생물들에 의해 분해되어 바이오 가스로 전환 된다.
혐기 발효부(300)를 자세히 설명하면, 본 발명에 따른 혐기 발효부(300)는 고분자 유기물을 아세트산과 같은 유기산으로 분해하는 유기산 발효조(301)와, 유기산 발효조(301)로부터 유입된 상등액을 메탄형성 박테리아를 통해 분해하여 메탄을 함유하고 있는 바이오 가스로 전환하는 메탄 발효조(302)로 구성되어 있다. 이때, 유기산 발효조(301)와 메탄 발효조(302)는 분해에 사용되는 미생물 군과 적정 운전방법이 달라 분리해서 운전하는 것이 바람직하다.
먼저, 유기산 발효조(301)에서는 삼상분리부(200)에서 분리된 여액에 포함되어 있는 고분자 형태의 유기물질을 저분자 물질로 전환시키는 가수분해가 진행된다. 탄수화물, 단백질, 지질과 같은 유기화합물들이 가수분해균과 발효균의 가수분해 효소에 의해 분해되어 다당류, 리그닌, 셀루로오스와 같은 고분자 유기물로 분해된다. 이 후 고분자 유기물이 산생성균에 의해 분해되어 아세트산과 같은 저급 지방산으로 분해된다.
이때, 유기산 발효조(301)에는 여액을 호기 발효부(600)로 직접 유입할 수 있는 by-pass 유로(700)가 형성되어 있는 것이 바람직하며, by-pass 유로(700)를 통해 호기 발효부(600)의 운전 상태를 감안하여 유기산 발효조(301)의 여액을 바로 호기 발효부(600)로 유입할 수 있다.
이에 따라, 호기 발효할 수 있는 처리액의 양을 제어할 수 있어, 처리하고자 하는 조건에 따라 액비의 생산성이나 품질을 제어할 수 있게 된다.
그리고 메탄 발효조(302)에서는 유기산 발효조(301)에서 유입된 상등액이 메탄형성 박테리아들에 의해 분해되어 바이오 가스로 전환된다. 이때, 메탄형성 박테리아는 혐기성 미생물로 저급 지방산을 탄산가스, 메탄, 암모니아 등으로 전환한다.
그리고 메탄 발효조(302)에는 바이오 가스 발생 최적의 조건을 유지하기 위해 히터 배관이 설치될 수 있는데, 히터 배관의 온도는 메탄 생성 박테리아의 활성을 위해 30~40℃로 유지되는 것이 가장 바람직하다. 이때, 히터 배관의 온수는 열병합 발전부로부터 유입될 수 있다.
메탄 발효조(302)는 상향류식 혐기조 UASB(Upflow anaerobic sludge blanket) 또는 ABR(Anaerobic baffled reactor)을 적용하여 메탄 발효조(302)의 상부에서 메탄가스를 생성하는 혐기소화가 진행될 수 있도록 한다. 이때, 상향류식 혐기조의 상향 유속은 처리하고자 하는 조건에 따라 달라질 수 있으나, 1.5~80.0 m/day인 것이 바람직하다.
또한, 메탄 발효조(302)에서 생성되는 바이오 가스는 별도의 라인을 통하여 탈황장치, 암모니아 제거장치, 1차 및 2차 실록산 제거장치, 수분분리장치 등을 거쳐 순도 높은 고품질의 바이오 가스로 정제될 수 있으며, 정제된 바이오 가스는 열병합발전소 또는 보일러 등에 에너지원으로 공급될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 혐기 발효부(300)는 삼상분리 디캔더에서 분리된 여액의 유기성 폐기물들을 혐기성 미생물에 의해 단계적으로 분해하여, 메탄, 탄산가스, 물 등으로 전환시킬 수 있다.
이에 따라, 팜유 가공 폐수로 부터 바이오 가스를 생산할 수 있으므로 팜유 가공 폐수를 경제적으로 재활용할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 혐기 발효부(300)는 혐기여상(Anaerobic filter), ABR(Anaerobic baffled reactor)타입, 유동상(Fludized-bed)타입, UASB(Upflow anaerobic sludge blanket)타입 및 이들의 혼합형 타입에서 선택될 수 있다.
열병합발전부(400)는 혐기 발효부(300)에서 생산된 바이오 가스와 열교환부(100)에서 회수된 폐열을 활용하여 에너지를 생산한다. 이때, 메탄 발효조(302)에서 발생하는 바이오 가스의 발생량은 변화폭이 매우 심하기 때문에 열병합발전부(400)는 바이오 가스 저장조(401)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 바이오 가스 저장조(401)에는 바이오 가스 발생량의 25~35%정도가 저장되며, 외부 공기유입에 의한 폭발성 가스 조성이 되는 것을 방지하기 위해 항상 양압을 유지하고 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 바이오 가스 및 폐열을 활용하여 에너지를 생산할 수 있어 팜유 가공 폐수로부터 에너지 회수율을 극대화할 수 있다.
고액분리부(500)는 혐기 발효부(300)로부터 유입되는 슬러지를 고형물과 여액으로 분리한다. 고액분리부(500)는 하부가 콘 형태로 형성된 수조로 혐기 발효부(300)로부터 유입되는 슬러지를 여액과 소화침전물로 분리할 수 있다. 이때 분리된 소화침전물은 삼상 디캔더에서 분리된 슬러지와 함께 폐기 처리되거나 재활용 될 수 있으며, 여액은 호기 발효부(600)로 유입된다.
호기 발효부(600)는 고액분리부(500)에서 분리된 여액을 호기 부숙화를 통해 액비로 생산한다. 고액분리부(500)에서 분리된 여액에는 저급휘발성 지방산이나 유황화합물 등 많은 종류의 악취 성분이 함유되어 있어 호기 발효를 통해 잔존 유기물의 분해 및 악취제거 작업이 필요하다.
호기 발효부(600)는 호기 부숙조(601)와 액비 분리조(602)로 구성되는데, 호기 부숙조(601)에서는 유기물들이 호기성 미생물에 의해 분해된다. 유기물이 호기성 미생물에 의해 산화 분해되어 유기물질이 분해된 고농도 액비로 제조된다. 이때, 호기 부숙조(601)에는 고형물의 침전과 스컴형성을 억제하기 위해 수중폭기펌프가 설치될 수 있다. 또한, 호기 부숙조(601)에는 유기산 발효조(301)와 연결되어 있는 by-pass 유로(700)가 설치되어 유기산 발효조(301)의 여액이 바로 유입될 수 있다.
액비 분리조(602)는 호기 발효된 여액을 미생물 미립슬러지와 유기질 액비로 분리하며, 이때 분리된 미생물 미립슬러지는 다시 후기 부숙조로 이송되어 호기 부숙조(601)의 미생물량을 일정하도록 조절한다.
이에 따라, 팜유 가공 폐수를 액비로 재활용할 수 있으므로, 팜유 가공 폐수를 경제적 가치가 있도록 재활용할 수 있다는 이점이 있다.
도 3은 본 발명에 따른 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 방법의 흐름이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 방법은 폐열회수단계(S10), 삼상분리단계(S30), 혐기발효단계(S50), 호기발효단계(S70), 열병합발전단계(S90)를 포함하여 이루어진다.
먼저 폐열회수단계(S10)는 팜유 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 팜유 가공 폐수의 폐열을 열교환기를 통해 회수하는 단계이다. 팜유 가공 배수의 배출온도는 80~90℃정도로 액비 생산 전에 냉각시킬 필요가 있으며, 이때 회수된 열은 향후 생산된 바이오 가스와 합께 열병합발전에 활용될 수 있다.
다음으로 삼상분리단계(S30)는 냉각된 팜유 가공 폐수를 삼상분리 디캔더를 통해 슬러지, 유분, 여액으로 분리하는 단계이다. 일반적인 팜유 가공 폐수는 3~6%의 고형물을 포함하고 있어 혐기 발효전에 슬러지 및 유분의 분리작업이 필요하다. 삼상분리단계(S30)에서 분리된 유분은 유분 저장조(202)에 저장되어 다시 팜유 추출공정에 재활용 될 수 있으며, 슬러지는 슬러지 저장조(203)에 저장되어 탈수를 거쳐 폐기되거나 재활용될 수 있다. 분리된 여액은 혐기 발효조로 유입되어 혐기 및 호기 처리 후 액비로 생산된다.
그리고 혐기발효단계(S50)는 삼상 분리 디캔더에서 혐기 발효조로 유입된 여액을 메탄 발효과정을 통해 분해하여 바이오 가스를 생산하는 단계이다. 혐기 발효조는 유기산 발효조(301)와 메탄 발효조(302)로 구성되어 있으며, 유기산 발효조(301)에서는 고분자 유기물을 저분자 유기산으로 전환시키며, 메탄 발효조(302)에서는 메탄형성 박테리아를 통해 저분자 유기산을 바이오 가스로 전환한다. 이때, 생성된 바이오 가스는 탈황 및 암모니아 제거 장치, 수분처리장치 등을 거쳐 정제되어 열병합발전소에 에너지원으로 공급될 수 있다. 또한, 유기산 발효조(301)에는 호기 부숙조(601)와 연결된 by-pass유로가 설치되어 유기산 발효조(301)의 여액을 바로 호기 부숙조(601)로 유입시킬 수 있다.
다음으로, 호기발효단계(S70)는 혐기 발효조의 여액을 호기 부숙조(601)에서 호기 부숙화를 통해 액비로 제조하는 단계이다. 호기 부숙조(601)에서는 혐기 발효조의 여액에 잔존한 유기물이 호기성 미생물에 의해 분해되어, 유기물질이 분해된 고농도 액비로 제조된다. 이때, 호기 부숙조(601)에는 유기산 발효조(301)와 연결되어 있는 by-pass 유로(700)가 설치되어 유기산 발효조(301)의 여액이 바로 유입될 수 있다.
열병합발전단계(S90)는 혐기발효단계에서 생성된 바이오 가스와 폐열회수단계에서 발생한 폐열을 활용하여 열병합발전을 통해 에너지를 생산하는 단계이다. 팜유 가공 폐수에서 발생하는 바이오 가스와 폐열을 모두 활용하여 에너지 회수율을 극대화 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템 및 방법은 팜유 가공 폐수를 활용하여 바이오가스 및 액비를 생산하므로 팜유 가공 폐수를 친환경적이고 경제적 가치가 있도록 재활용할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 팜유 가공 폐수를 혐기 및 호기발효하여 액비로 제조하므로, 폐수를 정화하기 위한 별도의 구성이 불필요하여 종래의 기술에 비해 저렴한 비용으로 팜유 가공 폐수를 처리할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: 열교환부
200: 삼상분리부
201: 여액 저장조
202: 유분 저장조
203: 슬러지 저장조
300: 혐기 발효부
301: 유기산 발효조
302: 메탄 발효조
400: 열병합발전부
401: 바이오 가스 저장조
500: 고액분리부
600: 호기 발효부
601: 호기 부숙조
602: 액비 분리조
700: by-pass 유로

Claims (5)

  1. 팜유 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 팜유 가공 폐수의 폐열을 회수하는 열교환부;
    상기 열교환부로부터 유입된 상기 팜유 가공 폐수를 슬러지, 유분, 여액으로 분리하는 삼상분리부;
    상기 삼상분리부에서 분리된 여액에 포함된 유기성 폐기물들을 메탄 발효 과정을 통해 분해하여 바이오 가스를 생산하는 혐기 발효부;
    상기 혐기 발효부에서 생산된 바이오 가스 및 상기 열교환부에서 회수된 폐열을 활용하여 에너지를 생산하는 열병합발전부;
    상기 혐기 발효부로부터 유입되는 슬러지를 고형물과 여액으로 분리하는 고액분리부; 및
    상기 고액분리부에서 분리된 여액을 호기 부숙화를 통해 액비를 생산하는 호기 발효부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혐기 발효부는,
    고분자 유기물을 유기산으로 분해하는 유기산 발효조와,
    상기 유기산 발효조로부터 유입된 상등액을 메탄형성 박테리아를 통해 분해하여 메탄함유 바이오 가스를 생산하는 메탄 발효조로 구성되며,
    상기 유기산 발효조는 여액을 상기 호기 발효부로 유입할 수 있는 by-pass 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혐기 발효부는 혐기여상(Anaerobic filter), ABR(Anaerobic baffled reactor)타입, 유동상(Fludized-bed)타입, UASB(Upflow anaerobic sludge blanket)타입 및 이들의 혼합형 타입에서 선택되는 것을 특징으로 하는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 시스템.
  4. 팜유 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 팜유 가공 폐수의 폐열을 열교환기를 통해 회수하는 폐열회수단계;
    냉각된 상기 팜유 가공 폐수를 삼상분리 디캔더를 통해 슬러지, 유분, 여액으로 분리하는 삼상분리단계;
    상기 삼상 디캔더에서 혐기 발효조로 유입된 여액을 메탄 발효과정을 통해 분해하여 바이오 가스를 생산하는 혐기발효단계;
    상기 혐기 발효조의 여액을 호기 부숙조에서 호기 부숙화를 통해 액비로 제조하고 저장하는 호기발효단계;
    상기 혐기발효단계에서 생성된 바이오 가스와 상기 폐열회수단계에서 발생한 폐열을 활용하여 열병합발전을 통해 에너지를 생산하는 열병합발전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혐기 발효조는 고분자 유기물을 아세트산과 같은 유기산으로 분해하는 유기산 발효조와, 상기 유기산 발효조로부터 유입된 상등액을 메탄형성 박테리아를 통해 분해하여 메탄함유 바이오 가스를 생산하는 메탄 발효조로 구성되며,
    상기 유기산 발효조는 여액을 상기 호기발효조로 유입할 수 있는 by-pass 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팜유 가공공정에서 발생하는 폐수(POME)를 활용한 친환경 액비 생산 방법.
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